建筑設備BIM人才培養課程體系建設與應用研究

劉元芳

【摘? 要】 基于建筑行業市場需求，文章提出了針對高校建筑設備類BIM人才培養的課程體系建設及應用的改革策略。文章構建了此類人才的核心能力指標體系，并編制了相應的核心課程教學大綱。同時，建立了一整套教學案例，結合BIM技術進行畢業設計環節實施。此外，還進行了“供熱工程”課程的教學改革與實踐，并取得了較好的教學效果和評價。這些成果為類似高校建筑設備類BIM人才培養提供了借鑒和參考。

【關鍵詞】 建筑設備；BIM人才；課程體系；教學改革

高校在進行應用型人才培養的過程中，需著眼于建筑行業的實際發展形勢，將BIM技術與課堂教學活動進行必要的整合，增強課堂教學活動的有效性與針對性，提升學生的專業知識與能力，為學生就業競爭力的培養與職業潛力的挖掘提供必要條件。

建筑設備類專業人才是建筑市場的主力軍，特別是在管道綜合環節，在指導施工過程中容易出現管道碰撞問題，BIM技術的出現解決了管道碰撞的一大難題，因此如何積極培養符合市場需求的BIM建筑設備專業復合型創新人才是當前我國應用型本科高校亟待研究的重要課題。為彌補應用技術大學建筑設備類BIM技能人才的匱乏，解決此類課程片面信息化教學的弊端，要構建BIM課程體系，利用以BIM技術為基礎的信息化教學手段，以崗位能力為核心的產教融合的實踐教學活動，通過線上和線下的精準教學設計，形成具有建筑設備專業特色的BIM創新人才培養模式。

一、核心能力指標體系構建

首先，在原人才培養方案的基礎上修訂了新版人才培養方案，把人才培養方向之一定位到建筑設備類BIM人才，要求學生能夠運用土木工程制圖、BIM等計算機設計等手段，恰當使用計算機仿真工具進行土木工程有關的模擬和仿真分析，來表達和解決土木工程問題；其次，利用BIM技術以及施工模擬軟件模擬和預測分析設計方案，了解現代施工技術和管理的手段和方法，了解通用的工程造價軟件，能夠通過結構設計軟件對建筑工程領域復雜工程問題進行模擬分析；最后，本方向畢業生畢業后能夠從事土木工程建設中的建筑水系統、建筑采暖系統、建筑空調系統、建筑通風系統、建筑冷熱源系統及建筑消防系統等相關行業。

除此之外，面向建筑設備工程建造需要的高水平應用型BIM技術人才。結合BIM技術融入培養目標及課程建設并建立“培養目標－畢業要求”對應矩陣和“畢業要求－課程體系”對應矩陣。

二、核心課程教學大綱編制

核心課程包括供熱工程、空調工程、建筑給排水、建筑設備施工安裝技術、消防工程、安裝工程預算、施工圖實訓、BIM基礎、BIM應用。在原有教學大綱基礎上，更新完善核心課程教學大綱，改變了以往學習大綱簡略不夠細致，只突出難點重點卻沒有對應關系的缺點。通過知識點分解及能力指標對應，先建立預期學習成果，再從教學環節、教學內容、學習進度及要求來充實課程教學要求，對課程考核要求進行加大，包括：課程成績結構組成、要求過程性評價、要求終結性評價及考核課程的細則要求等。

以“空調工程”課程教學大綱為例，預期學習成果如表1所示。

三、教學案例庫建設及課程考核評價體系建設

（一）打造教學案例

建立一套全設備專業的案例，并將其應用到BIM應用課程中，此案例為帶地下車庫的6層商業建筑，其中包括原始CAD圖紙，涉及采暖、通風空調、給排水、消防、電氣等，在教學過程中采用REVIT2018進行建模，并在完成整體模型后進行碰撞檢查、管綜排布及優化處理。同時，組織學生首次參加第八屆全國高校畢業設計大賽B模塊，獲得兩項優秀獎。

（二）建設教學資源庫

以“供熱工程”為例建立一套教學資源庫，其他核心課程在此基礎上陸續建設相應教學資源庫，包括供平臺教學和測試的測試試題庫、供教學和演示使用的視頻資源庫、供學生設計課和查閱的應用規范庫等。

其中測試試題庫為了迎合平臺教學的需求，將計算題、簡答題、識圖題等均以客觀題形式出現，最終形成一套700題的題庫，供平時課上測試、單元測試和期末考試等使用。視頻資源庫資源豐富，包括施工工藝、教學網課、講座培訓、新技術、產品介紹、工程案例、教育紀錄片及職業資格等模塊，供教學展示及學生課擴展學習用。

（三）建設考核評價體系

俗話說：“編筐編簍，重在收口。”學生的考評如何進行至關重要，其中一個不可忽視的環節是課程考核評價體系的建設。在教學實踐中，教師引入了BIM技術，并結合OBE的教學理念，選擇了“供熱工程”課程作為示例，建立了一套全面細致的考核評價體系。這套評價體系打破了原有的僅注重期末考試、忽略過程管理的考核方式，對評價模式進行了改進，調整了原有的平時占30%，期末占70%的分配比例；加大了過程管理的權重，并增加了諸多環節，例如實驗實訓、創新實踐、學習通平臺等；合理分配了各個環節在過程管理中的權重，從而減少了期末考試卷面成績的占比。這樣做多方面、多維度地考查了學生的能力，使得學生的綜合素質能更真實地得到體現。學校進行了兩個學年的實踐教學，取得了顯著的教學效果，為類似課程的教學改革提供了有益的參考。

在課程考核的過程評價中，研究組提出了一個創新點，即引入了創新實踐環節，該環節的分數占比為20%。在這個環節中，每個創新作品由5～6名學生組成一個合作小組，并選出一名組長負責組織、管理小組工作和內部的分工明細。小組需要對作品進行匯報和答辯，準備相應的匯報PPT。其他組的成員和導師作為評委給作品進行評分。在答辯過程中，所有成員都站在匯報區域，評委對小組的整體表現和每位學生分別打分。同時，為了確保評分公平，導師對每組的打分進行調整并進行客觀性評價，從而保證成績更加客觀、更加合理。

四、教學實踐環節分析

（一）“供熱工程”課程教學實踐分析

本次教學改革實踐是對“供熱工程”課程進行了徹底改革。首先，對該課程的特點和現狀進行了分析，并重新定位了培養目標。在教學過程中，教師將BIM技術貫穿其中，重新梳理了教學內容，將其分為兩個主要方面：施工圖的識讀部分（包括室內熱水采暖工程、室外供熱管網工程、熱源與換熱站工藝）和施工圖設計（室內熱水采暖工程）。其次，重構了教學大綱，建設了教學資源庫。其次，采用了多種教學方法相結合的模式，包括任務和項目結合的教學法、案例融入的問題教學法、創新實踐的教學法、小組討論的教學法以及利用平臺軟件的教學方法等。最后，進行了全面的課程考核評價體系建設。學生最終成績總分為100分，其中期末考試僅占40%，過程管理占60%。期末考試采用閉卷形式，建立了考試題庫，包括名詞解釋、簡答題、計算題等客觀題形式；過程性成績包括實驗實訓成績（占比10%）、創新實踐環節成績（占比20%）、平臺顯示經驗值成績（占比30%）。這些教學改革激發了學生學習的積極性，豐富了課堂活動，并提高了課堂教學效果。

（二）建筑設備專業學生畢業設計實踐

黑龍江東方學院建筑工程學院建筑設備專業學生的畢業設計題目是《住宅樓建筑水暖BIM工程設計》。在經歷了2017級29人、2018級32人的畢業設計實踐環節后，每位學生完成了一項設計任務。設計內容包括對17～18層建筑的給排水系統和采暖系統進行基礎計算，隨后進行方案布置，并進行水力計算。接著，利用REVIT進行三維建模，進行綜合碰撞檢查和模型分析，并對模型進行優化，以確保方案的合理性。隨后，導出各系統的平面圖和三維圖，保存為PDF格式和CAD格式，并編制畢業設計說明書。整個過程歷時8周，時間緊任務重。通過這個過程，學生掌握了BIM技術在建筑設備工程中的應用，為他們畢業后從事相關工作奠定了基礎，也為社會培養了這方面的技術人才。

五、結語

學生調研和高校調研發現建筑設備類專業BIM人才培養的需求性極強。這類人才的職業發展前景廣闊，進行相關的教學體系建設與改革尤為重要。因此，學院進行了BIM人才核心能力指標體系的構建，建立了建筑設備類專業BIM人才核心能力培養的課程體系，并重新修訂了人才培養方案。此外，學院對核心課程的教學大綱進行了重新編制。以BIM應用課程為例，建立了一套教學資源庫和全設備專業的案例庫。在畢業設計環節，學院采用了BIM工程設計的題目，使得學生在畢業后能夠掌握設備方向的BIM技術，為建筑市場培養一批上手快、技術強的設備類BIM人才。

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